JP2015025498A - Rolling bearing, and electric motor mounted with the bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機に関して、特に軸受の電食の発生を抑制するように改良された転がり軸受及び電動機に関する。 The present invention relates to an electric motor, and more particularly, to a rolling bearing and an electric motor improved so as to suppress the occurrence of electric corrosion of the bearing.
周知のとおり、正弦波による対称三相交流回路において各相の回路条件を等しくするときは、Y結線の中性点は常に一定値を示し、電源側のY結線の中性点と負荷側のY結線の中性点との間には、電位差は生じない。なお、この際の三相電源の正弦波は、高調波成分を含まない無歪の正弦波であることが、前提であることは言うまでもない。 As is well known, when the circuit conditions of each phase are equalized in a sine wave symmetrical three-phase AC circuit, the neutral point of the Y connection always shows a constant value, and the neutral point of the Y connection on the power source side and the load point side There is no potential difference between the neutral point of the Y connection. In addition, it cannot be overemphasized that the sine wave of the three-phase power supply in this case is an undistorted sine wave which does not contain a harmonic component.
また、三相回路の各相の回路ループの条件が不平衡のときは、Y結線の負荷側の中性点は零電位ではなく、ある値の電位を示す。これらのことは、例えば特許文献1などのとおり、良く知られている。なお、軸電圧の観測は、三相交流回路のいずれかの回路箇所や、便宜的に設けた分圧回路の中点による擬似的中性点などとの電位差として測定するなどの多少の工夫を要するものである。 Further, when the condition of the circuit loop of each phase of the three-phase circuit is unbalanced, the neutral point on the load side of the Y connection shows not a zero potential but a certain potential. These are well known as disclosed in Patent Document 1, for example. Note that the shaft voltage is measured with some contrivance, such as measuring the potential difference from any circuit location of the three-phase AC circuit or the pseudo neutral point at the midpoint of the voltage divider circuit provided for convenience. It is necessary.
実際の対称三相交流回路においては、種々の要因により、三相電源の不平衡や、三相電源の正弦波に若干の高調波成分を含み、電源側のY結線の中性点及び負荷側のY結線の中性点に多少の電位の発生が観測される。さらに、この中性点の電位変化に起因して、発電機の回転軸や、電動機の回転軸に誘起される電圧値、所謂、軸電圧が観測される。この軸電圧は、回転軸を回転自在に支承する軸受けの内輪へも印加されることとなる。 In an actual symmetric three-phase AC circuit, due to various factors, the three-phase power supply is unbalanced and the sine wave of the three-phase power supply contains some harmonic components. Some potential is observed at the neutral point of the Y connection. Furthermore, due to this potential change at the neutral point, a voltage value induced on the rotating shaft of the generator and the rotating shaft of the motor, so-called shaft voltage, is observed. This shaft voltage is also applied to the inner ring of the bearing that rotatably supports the rotating shaft.
一方、軸受けの外輪は、電気的には発電機又は電動機の外郭や、接地部位と接続されているために、軸受けの内輪の電位とは、異なる電位となり、軸受けの内輪と外輪間には電位差が生じる。そして、軸受けの転動体を介して、外輪と内輪とが電気的に接続されると、外輪、転動体、内輪、これらの間に放電が起きる。この放電の箇所には放電痕が生じ、この放電痕を電食と呼称している。そして、この放電痕、つまり電食によって軸受の回転には不具合を起こす。 On the other hand, since the outer ring of the bearing is electrically connected to the outer shell of the generator or motor and the grounding part, the potential of the inner ring of the bearing is different from that of the inner ring and the outer ring of the bearing. Occurs. When the outer ring and the inner ring are electrically connected via the rolling elements of the bearing, discharge occurs between the outer ring, the rolling elements, the inner ring, and these. A discharge mark is generated at the location of this discharge, and this discharge mark is called electric corrosion. This discharge mark, that is, electric corrosion, causes a problem in the rotation of the bearing.
例えば、特許文献2〜4などに記されているように、三相電源の発電機には、発電機の組み立ての不整に起因する磁気回路の不平衡によって、対称三相交流が得られずに不平衡の三相交流が生じ、中性点電位発生に起因する軸電圧が発生する。
For example, as described in
また、発電機の励磁巻線の励磁電源が、サイリスタ等による励磁装置である場合は、励磁巻線に高調波を多量に含む非正弦波波形の電圧が印加されることとなる。この非正弦波波形の電圧は、励磁巻線ほかの発電機の構成部材による等価インピーダンス成分を介して、上述の励磁装置の励磁電力に起因する軸電圧の発生となる。 Further, when the excitation power source of the excitation winding of the generator is an excitation device such as a thyristor, a non-sinusoidal waveform voltage containing a large amount of harmonics is applied to the excitation winding. The voltage having the non-sinusoidal waveform is generated as a shaft voltage due to the excitation power of the above-described excitation device via an equivalent impedance component due to the excitation winding and other components of the generator.
また、前述の特許文献などに記されているように、発電機特有の現象としては、蒸気タービンの羽に衝突した蒸気の一部がイオン化して、帯電する。そして、蒸気のイオン化による電荷は、発電機の構成部材による等価インピーダンス成分を介して回転軸へと伝わり、発電機の軸電圧として現れて、軸受けの電食を招くことが知られている。 Further, as described in the above-mentioned patent documents and the like, as a phenomenon peculiar to the generator, a part of the steam colliding with the steam turbine blade is ionized and charged. Then, it is known that the electric charge due to the ionization of the vapor is transmitted to the rotating shaft through an equivalent impedance component by the constituent members of the generator and appears as a shaft voltage of the generator, leading to electrolytic corrosion of the bearing.
一方、三相交流回路における負荷側の電動機においても、例えば特許文献5などに記されているように、三相交流の不平衡に起因する軸電圧による軸受けの電食の発生が知られている。また、同文献等に記されているように、電動機をインバータ装置を用いて駆動した場合には、電源のスイッチング毎に一瞬に起こる電圧不平衡により非常に高い周波数成分(数MHz)の中性点電位の変動に起因する軸電圧(軸電流)が発生し、電動機の軸受けの電食が生じる。 On the other hand, in the electric motor on the load side in the three-phase AC circuit, as described in Patent Document 5, for example, the occurrence of electrolytic corrosion of the bearing due to the shaft voltage due to the three-phase AC imbalance is known. . Further, as described in the same literature, etc., when an electric motor is driven using an inverter device, neutrality of a very high frequency component (several MHz) is caused by voltage imbalance that occurs instantaneously every time the power supply is switched. A shaft voltage (shaft current) resulting from the fluctuation of the point potential is generated, and electric corrosion of the bearing of the motor occurs.
昨今、電動機の分野にては、インバータ装置による駆動技術が隆盛を極めている。このインバータ装置による駆動は、無歪の正弦波電圧原による駆動とは全く異なるものであり、矩形波状の電圧源を構成して、擬似的な三相駆動を図っている。インバータ装置による駆動では、上述の特許文献5ごとく、中性点電位の変動に起因する軸電流(軸電圧)が発生し、電動機の軸受けの電食が生じ易い。 In recent years, in the field of electric motors, drive technology using an inverter device has been very popular. The drive by the inverter device is completely different from the drive by the undistorted sinusoidal voltage source, and a pseudo three-phase drive is achieved by forming a rectangular wave voltage source. In the drive by the inverter device, as described in Patent Document 5 described above, shaft current (shaft voltage) due to fluctuation of the neutral point potential is generated, and electric corrosion of the motor bearing is likely to occur.
周知のとおり、インバータ装置による駆動は、無歪の正弦波による対称三相交流による駆動ではない。従って、電動機のY結線の中性点では、各相の電圧値が互いに打ち消しあって、常に零レベルになることは無く、何らかの電圧値が、生じていることは自ずと明らかである。 As is well known, driving by an inverter device is not driving by a symmetrical three-phase alternating current using an undistorted sine wave. Therefore, at the neutral point of the Y connection of the electric motor, the voltage values of the respective phases cancel each other and do not always become zero level, and it is obvious that some voltage value is generated.
例えば、非特許文献1などに記されるとおり、インバータ装置によって駆動される電動機のY結線の中性点には、最大値はインバータ装置の電源電圧値にも達する凸状波形波及び方形波による周期的な大きな振幅の電圧変化を示す。そして、同非特許文献などに記されるとおり、この中性点の電位変化に起因して、回転軸には軸電圧が観測される。 For example, as described in Non-Patent Document 1 and the like, the neutral value of the Y connection of the motor driven by the inverter device is caused by a convex waveform wave and a square wave whose maximum value also reaches the power supply voltage value of the inverter device. A periodic large amplitude voltage change is shown. And as described in the said nonpatent literature etc., due to the potential change of this neutral point, axial voltage is observed in a rotating shaft.
非特許文献1などにも記されるように、インバータ装置からの各相の駆動電圧は、電動機の固定子の固定子巻線から固定子構成部材のインピーダンス成分を経て固定子の外部へ電気的エネルギーとして伝播する。この電気的エネルギーの伝播は、電動機の固定子及び回転子間の分布容量成分を介して、電動機の回転子へと伝播し、さらには、回転子構成部材のインピーダンス成分を経由して回転軸に到達する。ここで回転軸は、三相交流回路の等価的なY結線の中性点に位置することから、この回転軸には何らかの電位の変化が観測される。この電位の変化は、軸電圧と呼称されることは、上述のとおりである。 As described in Non-Patent Document 1 and the like, the driving voltage of each phase from the inverter device is electrically transferred from the stator winding of the stator of the motor to the outside of the stator through the impedance component of the stator constituent member. Propagates as energy. The propagation of this electrical energy propagates to the rotor of the motor via the distributed capacity component between the stator and rotor of the motor, and further to the rotating shaft via the impedance component of the rotor component. To reach. Here, since the rotation axis is located at the neutral point of the equivalent Y-connection of the three-phase AC circuit, some potential change is observed on this rotation axis. As described above, this change in potential is referred to as an axial voltage.
ところで、三相交流回路における各相の第3次高調波成分であるが、これは互いに相殺されることはなく、Y結線の中性点にて観測され得ることは、周知のとおりである。またY結線の中性点にては、各相の不平衡成分も観測され得ることは、周知のとおりである。 As is well known, the third harmonic component of each phase in the three-phase AC circuit is not canceled out and can be observed at the neutral point of the Y connection. As is well known, an unbalanced component of each phase can also be observed at the neutral point of the Y connection.
さて、インバータ駆動であるが、具体的には、パルス幅変調(Pulse Width Modulation)方式(以下、PWM方式という)のインバータにより駆動する方式を採用するケースが多い。こうしたPWM方式のインバータ駆動の場合、巻線の中性点の電位は零とならず何らかの電圧が発生する理由は、上述のとおりである。 Although inverter driving is used, specifically, there are many cases in which a driving method using a pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) inverter is employed. In the case of such PWM type inverter driving, the potential at the neutral point of the winding does not become zero and the reason why some voltage is generated is as described above.
また、上述の中性点の電位変化について、電動機の各構成要素の電気的な等価インピーダンス成分による等価回路を三相交流回路としての視点で解析した場合には、電動機の回転軸は前述の等価回路における等価的なY結線の中性点とも考察され、何らかの電位変化が回転軸に生じることはいうまでもない。 In addition, regarding the potential change at the neutral point described above, when the equivalent circuit based on the electrical equivalent impedance component of each component of the motor is analyzed from the viewpoint of a three-phase AC circuit, the rotating shaft of the motor is Needless to say, this is considered as the neutral point of the equivalent Y-connection in the circuit, and some potential change occurs on the rotation axis.
例えば、電動機の各構成要素の等価インピーダンス成分を抽出し、電動機の各構成要素を含めた電動機の等価回路を解析することで、軸電圧を算出することも試みられている。 For example, an attempt has been made to calculate a shaft voltage by extracting an equivalent impedance component of each component of the motor and analyzing an equivalent circuit of the motor including each component of the motor.
このように、電動機の各構成要素の電気的な等価インピーダンス成分による等価回路の視点で、軸電圧の発生を解析し、電食の抑制を図ることについては、前述の特許文献5や、非特許文献1などの公知文献に散見される。電動機の等価回路は、分布定数回路の視点での解析によるものや、分布定数回路の主要な回路素子毎に集中定数素子化して集中定数回路へとモデル化して解析するなど、多岐である。 As described above, from the viewpoint of an equivalent circuit based on an electrical equivalent impedance component of each component of the electric motor, analysis of generation of shaft voltage and suppression of electric corrosion are described in Patent Document 5 described above or non-patent It can be found in known documents such as Document 1. There are various types of equivalent circuits for electric motors, such as analysis based on the viewpoint of a distributed constant circuit, and analysis by modeling a lumped constant element for each major circuit element of the distributed constant circuit.
なお、電動機の各構成要素を含めた電動機の等価回路は、電動機の種類や構造によって異なる。具体的には、固定子巻線及び固定子鉄心を絶縁性樹脂で覆うような電動機と、固定子巻線及び固定子鉄心を金属製筐体にて覆うような電動機とは、電動機の等価回路が異なることは明らかである。 In addition, the equivalent circuit of the motor including each component of the motor varies depending on the type and structure of the motor. Specifically, an electric motor that covers the stator winding and the stator core with an insulating resin, and an electric motor that covers the stator winding and the stator core with a metal casing are equivalent circuits of the motor. Is clearly different.
また、電動機の回転子の構成体によっても、電動機の等価回路は異なる。例えば、回転子のバックヨークを成す回転子鉄心の有無、磁極を構成する磁石の抵抗値が高いか低いかなど、これらの組み合わせによっても、電動機の等価回路が異なることは明らかである。 Also, the equivalent circuit of the electric motor varies depending on the structure of the rotor of the electric motor. For example, it is clear that the equivalent circuit of the electric motor differs depending on the combination of the presence / absence of the rotor core forming the back yoke of the rotor and whether the resistance value of the magnet constituting the magnetic pole is high or low.
したがって、電動機の種類や構造毎に、電動機の各構成要素を含めた電動機の等価回路が異なることから、好適な電食の低減技術は電動機の種類や構造毎に異なり、全ての種類の電動機に対して一様に適用し得る電食の低減技術の確立は困難を極める。当然、電動機の種類や構造毎に、電食の低減技術を確立することの方が、一般的であり、これまでも数々の電食の低減技術が提案されている。 Therefore, since the equivalent circuit of the electric motor including each component of the electric motor differs depending on the type and structure of the electric motor, a suitable technique for reducing electric corrosion differs depending on the type and structure of the electric motor, and is applicable to all types of electric motors. On the other hand, it is extremely difficult to establish a technique for reducing electric corrosion that can be applied uniformly. Of course, it is more common to establish a technique for reducing electric corrosion for each type and structure of an electric motor, and many techniques for reducing electric corrosion have been proposed.
さて、上述のとおり、電動機のインバータ駆動による軸電圧の発生に起因して、軸受の外輪と内輪との間に電位差が発生する。この軸電圧には、スイッチングによる高周波成分を含んでいる。そして、軸電圧に起因する電位差が軸受内部の油膜の絶縁破壊電圧に達すると、軸受の内部に高周波電流が流れ、軸受内部には電食が発生する。この電食が進行した場合、軸受内輪または外輪の内部に波状摩耗現象が発生して異常音に至ることがあり、電動機における代表的な不具合現象となる。 As described above, a potential difference is generated between the outer ring and the inner ring of the bearing due to the generation of the shaft voltage by the inverter drive of the electric motor. This shaft voltage includes a high-frequency component due to switching. When the potential difference caused by the shaft voltage reaches the dielectric breakdown voltage of the oil film inside the bearing, a high-frequency current flows inside the bearing, and electrolytic corrosion occurs inside the bearing. When this electrolytic corrosion progresses, a wavy wear phenomenon may occur inside the bearing inner ring or the outer ring, resulting in abnormal noise, which is a typical malfunction phenomenon in an electric motor.
上述のごとく、電食は、軸受材料がアーク放電によって損傷を受ける現象であり、軸電圧に起因する軸受の内輪と軸受の外輪との間に発生した電位差によって、軸受の内輪−玉−軸受の外輪という経路で軸電流が流れることによる。従って、電動機の電食を抑制するためには、以下のような対策が提案される。
(1)軸受内輪と外輪を導通状態にする。
(2)軸受内輪と外輪を絶縁状態にする。
(3)軸電圧を低減する。
As described above, electrolytic corrosion is a phenomenon in which the bearing material is damaged by arc discharge, and due to the potential difference generated between the inner ring of the bearing and the outer ring of the bearing due to the shaft voltage, the inner ring of the bearing—the ball of the bearing— This is because the shaft current flows through the path of the outer ring. Therefore, in order to suppress electric corrosion of the electric motor, the following measures are proposed.
(1) Make the bearing inner ring and outer ring conductive.
(2) Insulate the bearing inner ring and outer ring.
(3) Reduce the shaft voltage.
さて、上記(1)の具体的方法としては、軸受の潤滑剤を導電性にすることが挙げられる。ただし、導電性潤滑剤は、時間経過とともに導電性特性が劣化することや摺動信頼性に欠けるなどの課題がある。また、回転軸にブラシを設置し、導通状態にする方法も考えられるが、この方法もブラシ摩耗粉やスペースが必要となるなどの課題がある。 As a specific method of the above (1), there is a method of making the bearing lubricant conductive. However, the conductive lubricant has problems such as deterioration of conductive characteristics over time and lack of sliding reliability. Moreover, although the method of installing a brush in a rotating shaft and making it a conduction | electrical_connection state is also considered, this method also has subjects, such as a brush abrasion powder and space being required.
また、上記(1)の別の方法として、軸受を滑り軸受とする構成も考察される。例えば、金属焼結含油軸受を採用することによって、軸受部を導通状態にすることが可能である。周知のとおり、近年のPWM方式のインバータ駆動の電動機では一対の玉軸受を採用する電動機が主流となっているが、以前は一対のすべり軸受を用いる電動機が見られた。 Further, as another method of the above (1), a configuration in which the bearing is a sliding bearing is also considered. For example, by employing a metal sintered oil-impregnated bearing, the bearing portion can be brought into a conductive state. As is well known, motors using a pair of ball bearings are the mainstream in recent PWM type inverter-driven motors, but in the past, motors using a pair of slide bearings have been seen.
例えば、特許文献6、特許文献7などに記されたものは一例である。軸受部は導通状態であるため放電の発生はなく、電食は生じないが、シャフトの回転精度は玉軸受を用いたものよりも劣り、また、軸受損失が大きいため、玉軸受を用いたものよりも電動機の効率が低下してしまうことは、周知のとおりである。 For example, those described in Patent Document 6, Patent Document 7, and the like are examples. Since the bearing is in a conductive state, no electric discharge is generated and no electric corrosion occurs. However, the rotation accuracy of the shaft is inferior to that using a ball bearing, and the bearing loss is large, so that a ball bearing is used. As is well known, the efficiency of the electric motor is reduced more than that.
さて、上記(2)の具体的方法としては、軸受内部の転動体の材質を導電性材料の鉄などの金属材から絶縁体のセラミックス材などに置換することが挙げられる。この方法は、電食の防止には非常に効果はあるが、セラミックス材の場合はコストが高く、経済的側面の課題を招く。 As a specific method of the above (2), the material of the rolling element inside the bearing may be replaced with a metal material such as iron as a conductive material and a ceramic material as an insulator. This method is very effective in preventing electrolytic corrosion, but in the case of a ceramic material, the cost is high and causes a problem of economic aspects.
また、上記(2)の別の方法として、軸受を絶縁性の滑り軸受とする構成も考察される。例えば、特許文献8などに記された樹脂を用いた絶縁性の滑り軸受を採用することによって、軸受部を絶縁状態にすることが可能である。絶縁性を有する軸受部には、電食は生じることはない。しかし、上述と同様に、シャフトの回転精度は玉軸受を用いたものよりも劣り、また、軸受損失が大きいため、玉軸受を用いたものよりも電動機の効率が低下してしまうことは、周知のとおりである。 Further, as another method of (2) above, a configuration in which the bearing is an insulating sliding bearing is also considered. For example, by employing an insulating sliding bearing using a resin described in Patent Document 8 or the like, the bearing portion can be in an insulating state. Electric corrosion does not occur in the bearing portion having insulation. However, as described above, it is well known that the rotational accuracy of the shaft is inferior to that using a ball bearing, and the efficiency of the motor is lower than that using a ball bearing because the bearing loss is large. It is as follows.
さて、上記(3)の具体的方法としては、回転子に誘電体層を設けることで軸電圧を低くし、電食の発生を抑制する方法が知られている(例えば、特許文献9参照)。 As a specific method of (3) above, a method is known in which a dielectric layer is provided on the rotor to lower the axial voltage and suppress the occurrence of electrolytic corrosion (see, for example, Patent Document 9). .
また、上記(3)の別の方法として、固定子鉄心と導電性を有した金属製のブラケットとを電気的に短絡させることで、静電容量を変化させて軸電圧を低減する方法が知られている(例えば、特許文献10参照)。また、電動機の固定子鉄心などを大地のアースへ電気的に接続する構成も知られている(例えば、特許文献11参照)。 In addition, as another method of (3) above, there is known a method of reducing the axial voltage by changing the capacitance by electrically short-circuiting the stator core and the metal bracket having conductivity. (For example, see Patent Document 10). In addition, a configuration in which a stator core of an electric motor or the like is electrically connected to the earth ground is also known (see, for example, Patent Document 11).
特に本発明に係る軸電圧低下に対する潤滑油の影響としては、下記のようなものがある。電動機への一時的な衝撃や負荷により、軸受内の内輪、外輪と転動体間の距離が減少し、微小な放電が発生する。この微小放電により潤滑油が炭化し導電率が上昇することで軸電圧が低下するというものである。さらに悪いことに、この軸電圧の低下が、微小放電を生じ易くし、潤滑油の炭化から軸電圧低下という悪循環に陥ることがある。 In particular, the influence of the lubricating oil on the shaft voltage drop according to the present invention is as follows. Due to temporary impacts and loads on the motor, the distance between the inner ring and outer ring in the bearing and the rolling element is reduced, and minute discharge is generated. This minute discharge causes the lubricating oil to carbonize and increase the electrical conductivity, thereby lowering the shaft voltage. To make matters worse, this reduction in shaft voltage tends to cause minute discharges, which can lead to a vicious cycle of carbonization of the lubricating oil resulting in a decrease in shaft voltage.
関連して、近年、回転機に用いられる軸受について、その長寿命化のため、軸受内の潤滑油を積極的に流動させる発明が開示されている(特許文献12参照)。 Relatedly, in recent years, there has been disclosed an invention in which lubricating oil in a bearing is allowed to actively flow in order to extend the life of a bearing used in a rotating machine (see Patent Document 12).
これは、外周面に内軌道面を有する内輪と内周面に外軌道面を有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介装され、前記内軌道面と前記外軌道面とに転接する多数の転動体と、これら転動体の保持に供される円環状の保持器とを備えた転がり軸受において、前記保持器の少なくとも一方の端面には、前記内輪と前記外輪との間に貯留された潤滑油を潤滑させるべく、略放射状に配置された多数のインペラまたは溝が設けられたことを特徴とする。 This is interposed between an inner ring having an inner raceway surface on the outer peripheral surface, an outer ring having an outer raceway surface on the inner peripheral surface, and the inner ring and the outer ring, and is transferred to the inner raceway surface and the outer raceway surface. In a rolling bearing provided with a large number of rolling elements in contact with each other and an annular retainer for holding these rolling elements, at least one end surface of the retainer is stored between the inner ring and the outer ring. In order to lubricate the lubricated oil, a large number of impellers or grooves arranged substantially radially are provided.
このような、転がり軸受とすることで、潤滑油を流動させ内輪または外輪の回転に伴って保持器が回転し、内輪側の潤滑油がインペラにより外輪側に送出されて外輪側の潤滑油と入れ代ることになり、これによって転がり軸受内で潤滑油が循環することになり、転がり軸受の損傷防止や耐久性向上を実現する。 By using such a rolling bearing, the retainer rotates as the inner ring or outer ring rotates by flowing the lubricating oil, and the inner ring side lubricating oil is sent to the outer ring side by the impeller and the outer ring side lubricating oil and As a result, the lubricating oil circulates in the rolling bearing, thereby preventing damage to the rolling bearing and improving durability.
しかしながら、特許文献10等のような従来の方法は、固定子鉄心と金属製のブラケットを短絡させる方法なので、電動機内の静電容量分布が全体的に高くなり、軸電圧が高くなってしまう場合があった。
However, since the conventional method like
また、電動機をPWM方式にてインバータ駆動する駆動回路(制御回路などを含む)の電源供給回路と、その電源供給回路の1次側回路および1次側回路側の大地へのアースとは電気的に絶縁された構成である場合、特許文献11等のように電動機の固定子鉄心などを大地のアースへ電気的に接続する構成を採用しても、軸電圧の低減は困難であった。
In addition, a power supply circuit of a drive circuit (including a control circuit and the like) that drives an electric motor with an inverter by a PWM method, and a primary circuit of the power supply circuit and a ground to the ground on the primary circuit side are electrically In the case of a configuration that is insulated from each other, it is difficult to reduce the shaft voltage even if a configuration in which the stator core of the motor is electrically connected to the earth ground as in
また、軸電圧が軸受単体の絶縁破壊耐電圧と比較して十分に小さな電圧値でなければ、軸受内で発生する電気的な短絡現象を長期的に防止することが難しく、電食を抑制することが困難であった。これは、軸受に軸電圧が長期に渡って印可された場合、グリスの劣化やベアリング表面の損傷によって軸受単体の絶縁破壊耐電圧が低下する為である。 Also, if the shaft voltage is not sufficiently small compared to the dielectric breakdown voltage of the bearing alone, it is difficult to prevent the electrical short-circuit phenomenon that occurs in the bearing for a long period of time, thus suppressing electric corrosion. It was difficult. This is because, when a shaft voltage is applied to the bearing for a long period of time, the dielectric breakdown voltage of the bearing itself decreases due to grease deterioration or bearing surface damage.
よって、モータの駆動初期では軸電圧よりも軸受の絶縁破壊耐電圧が高く、短絡現象が発生しない場合でも、長期に渡り駆動した場合、軸受単品の絶縁破壊耐電圧が低下し、軸電圧よりも軸受単体の絶縁破壊耐電圧が小さくなってしまうことにより、短絡現象が起こり、結果として電食の発生が起こる。 Therefore, the dielectric breakdown voltage of the bearing is higher than the shaft voltage at the beginning of motor driving, and even if no short-circuit phenomenon occurs, the dielectric breakdown voltage of a single bearing decreases when driven for a long period of time. When the dielectric breakdown voltage of the bearing unit is reduced, a short circuit phenomenon occurs, resulting in the occurrence of electrolytic corrosion.
軸受の絶縁破壊耐電圧はグリスの油膜を厚くすることで増加させることができ、一般的にグリスの基油の動粘度を増加させる方法が用いられる。しかし、グリスの基油の動粘度は増加させると、軸受損失が増加し電動機の効率が低下する為、油膜厚さを増加させるには限界があった。 The dielectric breakdown voltage of the bearing can be increased by increasing the thickness of the oil film of grease, and a method of increasing the kinematic viscosity of the base oil of grease is generally used. However, when the kinematic viscosity of the base oil of grease is increased, bearing loss increases and the efficiency of the motor decreases, so there is a limit to increasing the oil film thickness.
また、特許文献12等のように、保持器の少なくとも一方の端面には、前記内輪と前記外輪との間に貯留された潤滑油を潤滑させるべく、略放射状に配置された多数のインペラまたは溝が設けられた場合では、保持器の端面にインペラまたは溝が設けられているため、流動させたい内輪、外輪と転動体の最近接部と流動を促すインペラまたは溝との距離が長く、間接的であり、炭化した潤滑油の流動は不十分であった。
In addition, as in
本発明の電動機は、上記課題に鑑みなされたものであり、軸受における電食の発生を抑制した電動機およびそれを備えた電気機器を提供することを目的とする。 The electric motor of the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an electric motor that suppresses the occurrence of electrolytic corrosion in a bearing and an electric device including the electric motor.
第1の発明は、外周側に内軌道面を有する内輪と、内周側に外軌道面を有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介装され、前記内軌道面と前記外軌道面とに転設する多数の転動体と、これら転動体の保持に供される円環状の保持器とを備えた転がり軸受において、前記内輪、外輪の少なくとも一つの面に、前記内輪、外輪と転動体間に貯留された潤滑剤を循環させるべく、複数の溝が設けられたことを特徴とする転がり軸受である。 A first invention is provided between an inner ring having an inner raceway surface on an outer peripheral side, an outer ring having an outer raceway surface on an inner peripheral side, and the inner race surface and the outer raceway. In a rolling bearing provided with a large number of rolling elements to be rolled to a surface and an annular retainer for holding the rolling elements, the inner ring and the outer ring are provided on at least one surface of the inner ring and the outer ring. A rolling bearing characterized in that a plurality of grooves are provided to circulate lubricant stored between rolling elements.
第2の発明は、外周側に内軌道面を有する内輪と、内周側に外軌道面を有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介装され、前記内軌道面と前記外軌道面とに転設する多数の転動体と、これら転動体の保持に供される円環状の保持器とを備えた転がり軸受において、前記転動体の少なくとも一つ以上に、前記内輪、外輪と転動体間に貯留された潤滑剤を循環させるべく、複数の溝が設けられたことを特徴とする転がり軸受である。 According to a second aspect of the present invention, an inner ring having an inner raceway surface on an outer peripheral side, an outer ring having an outer raceway surface on an inner peripheral side, and the inner raceway and the outer raceway are interposed between the inner ring and the outer ring. In a rolling bearing provided with a large number of rolling elements to be rolled to a surface and an annular retainer for holding these rolling elements, at least one of the rolling elements includes at least one of the inner ring and the outer ring. A rolling bearing characterized in that a plurality of grooves are provided to circulate the lubricant stored between moving bodies.
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明において、前記溝の形状が、ディンプル形状であることを特徴とする転がり軸受である。 A third invention is a rolling bearing according to the first or second invention, wherein the groove has a dimple shape.
第4の発明は、第1の発明又は第2の発明において、前記溝の形状が、螺旋形状であることを特徴とする転がり軸受。 A fourth invention is the rolling bearing according to the first invention or the second invention, wherein the groove has a spiral shape.
第4の発明は、第1の発明から第4の発明の転がり軸受を搭載した電動機である。 4th invention is the electric motor carrying the rolling bearing of 1st invention to 4th invention.
本発明の転がり軸受によれば、外周側に内軌道面を有する内輪と、内周側に外軌道面を有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介装され、前記内軌道面と前記外軌道面とに転設する多数の転動体と、これら転動体の保持に供される円環状の保持器とを備えた転がり軸受であって、前記内輪、外輪の少なくとも一つの面に、前記内輪、外輪と転動体間に貯留された潤滑剤を循環させるべく、複数の溝が設けられたことを特徴とする転がり軸受としているため、電動機への一時的な衝撃や負荷に伴い発生する微小電流による炭化した潤滑油を流動させることができ、軸電圧の低下から潤滑油の炭化の悪循環を防止することが可能となる。 According to the rolling bearing of the present invention, an inner ring having an inner raceway surface on the outer peripheral side, an outer ring having an outer raceway surface on the inner peripheral side, and interposed between the inner ring and the outer ring, the inner raceway surface and A rolling bearing comprising a large number of rolling elements to be rolled to the outer raceway surface and an annular retainer for holding the rolling elements, on at least one surface of the inner ring and outer ring, In order to circulate the lubricant stored between the inner ring, the outer ring and the rolling element, the rolling bearing is provided with a plurality of grooves, so that it occurs with a temporary impact or load on the motor. It is possible to flow the carbonized lubricating oil by a minute current, and to prevent a vicious cycle of carbonization of the lubricating oil from a decrease in shaft voltage.
また、外周側に内軌道面を有する内輪と、内周側に外軌道面を有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介装され、前記内軌道面と前記外軌道面とに転設する多数の転動体と、これら転動体の保持に供される円環状の保持器とを備えた転がり軸受であって、前記転動体の少なくとも一つ以上に、前記内輪、外輪と転動体間に貯留された潤滑剤を循環させるべく、複数の溝が設けられたことを特徴とする転がり軸受としていることを特徴としている。 An inner ring having an inner raceway surface on the outer peripheral side, an outer ring having an outer raceway surface on the inner peripheral side, and an inner ring and the outer ring are interposed between the inner race surface and the outer raceway surface. A rolling bearing provided with a large number of rolling elements to be provided and an annular retainer for holding the rolling elements, wherein at least one of the rolling elements includes at least one of the inner ring, the outer ring and the rolling elements. The rolling bearing is characterized in that a plurality of grooves are provided to circulate the lubricant stored in the cylinder.
このため、電動機への一時的な衝撃や負荷に伴い発生する微小電流による炭化した潤滑油を流動させることができ、軸電圧の低下から潤滑油の炭化の悪循環を防止することが可能となる。 For this reason, it is possible to flow the carbonized lubricating oil due to a minute current generated due to a temporary impact or load on the electric motor, and it is possible to prevent a vicious cycle of carbonization of the lubricating oil from a decrease in shaft voltage.
さらに、前記記載の溝形状が、ディンプル形状であることを特徴とする転がり軸受としていることを特徴としているため、効率的に炭化した潤滑油を流動させることが可能となる。 Further, since the groove shape described above is a rolling bearing characterized by a dimple shape, the carbonized lubricating oil can be efficiently flowed.
さらにまた、前記溝形状が、螺旋形状であることを特徴とする転がり軸受としていることを特徴としているため、効率的に炭化した潤滑油を流動させることが可能となる。 Furthermore, since the groove shape is a rolling bearing characterized by a spiral shape, the carbonized lubricating oil can be efficiently flowed.
また、前記転がり軸受を搭載した電動機としていることを特徴としているため、電食による異常音の発生を抑制した電動機、ひいては電気機器を提供可能である。 Moreover, since it is set as the electric motor carrying the said rolling bearing, the electric motor which suppressed generation | occurrence | production of the abnormal sound by electric corrosion, and an electric equipment can be provided.
以下、本発明について、図面及び表を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態及び実施例によって本発明が限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to the drawings and tables. The present invention is not limited to the following embodiments and examples.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態における電動機の断面を示した構造図である。本実施の形態では、電気機器としてのエアコン用に搭載され、送風ファンを駆動するためのブラシレスモータである電動機の一例を挙げて説明する。また、本実施の形態では、回転子が固定子の内周側に回転自在に配置されたインナロータ型の電動機の例を挙げて説明する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a structural diagram showing a cross section of an electric motor according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, an example of an electric motor that is mounted for an air conditioner as an electric device and that is a brushless motor for driving a blower fan will be described. In the present embodiment, an example of an inner rotor type motor in which a rotor is rotatably arranged on the inner peripheral side of a stator will be described.
図1において、固定子鉄心11には、固定子鉄心11を絶縁するインシュレータとしての樹脂21が介在して、固定子巻線12が巻装されている。そして、このような固定子鉄心11は、他の固定部材とともにモールド材としての絶縁樹脂13にてモールド成形されている。本実施の形態では、これらの部材をこのようにモールド一体成形することにより、外形が概略円筒形状をなす固定子10が構成されている。
In FIG. 1, a stator winding 12 is wound around a
固定子10の内側には、空隙を介して回転子14が挿入されている。回転子14は、回転子鉄心31を含む円板状の回転体30と、回転体30の中央を貫通するようにして回転体30を締結したシャフト16とを有している。回転体30は、固定子10の内周側に対向して周方向に永久磁石であるフェライト樹脂の磁石32を保持している。
A
図1では、回転体30として、これらの回転子鉄心31およびフェライト樹脂の磁石32が一体成形された構成例を示している。このように、固定子10の内周側と回転体30の外周側とが対向するように配置されている。
FIG. 1 shows a configuration example in which the
回転子14のシャフト16には、シャフト16を支持する出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bが取り付けられている。出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bは、複数の鉄ボールを有した円筒形状のベアリングであり、出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bの内輪側がシャフト16に固定されている。図1では、シャフト16がブラシレスモータ本体から突出した側となる出力軸側において、出力軸側軸受15aがシャフト16を支持し、その反対側(反出力軸側)において、反出力軸側軸受15bがシャフト16を支持している。
An output shaft side bearing 15 a and a counter output shaft side bearing 15 b that support the
そして、これらの出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bは、それぞれ導電性を有した金属製のブラケットにより、出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bの外輪側が固定されている。図1では、出力軸側軸受15aが出力軸側ブラケット17により固定され、反出力軸側軸受15bが反出力軸側ブラケット19により固定されている。以上のような構成により、シャフト16が出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bに支承され、回転子14が回転自在に回転する。
The output shaft side bearing 15a and the counter output shaft side bearing 15b are fixed to the outer ring side of the output shaft side bearing 15a and the counter output shaft side bearing 15b by metal brackets having conductivity. In FIG. 1, the output shaft side bearing 15 a is fixed by the output
なお、出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bは、その軸受内部の内部空間の一部を満たす潤滑油が充填されている。これらの出力軸側軸受15a、15bは、「両側シールド形の玉軸受」と呼称され、軸受分野にては「呼び記号」の項目で「ZZ」と標記され、広く知られているものである。
The output shaft side bearing 15a and the counter output shaft side bearing 15b are filled with lubricating oil that fills a part of the internal space inside the bearing. These output
また、出力軸側軸受15aと反出力軸側軸受15b内部は、内輪、外輪または転動体の少なくとも一つの面に、前記内輪、外輪と転動体間に貯留された潤滑剤を循環させるべく、複数のディンプル形状や螺旋形状の溝が設けられている。 Further, the output shaft side bearing 15a and the counter output shaft side bearing 15b have a plurality of inner rings, outer rings, or rolling elements in order to circulate lubricant stored between the inner ring, outer ring, and rolling elements. A dimple shape or a spiral groove is provided.
さらに、本実施例のブラシレスモータには制御回路を含めた駆動回路を実装したプリント基板18が内蔵されている。このプリント基板18を内蔵したのち、出力軸側ブラケット17を固定子10に圧入することにより、ブラシレスモータが形成される。また、プリント基板18には、巻線の電源電圧Vdc、制御回路の電源電圧Vccおよび回転数を制御する制御電圧Vspを印加するリード線や制御回路のグランド線などの接続線20が接続されている。
Further, the brushless motor of this embodiment incorporates a printed
なお、駆動回路を実装したプリント基板18上のゼロ電位点部は、大地のアースおよび1次側(電源)回路とは絶縁され、大地のアースおよび1次側電源回路の電位とは、フローティングされた状態である。ここで、ゼロ電位点部とは、プリント基板18上における基準電位としての0ボルト電位の配線のことであり、通常グランドと呼ばれるグランド配線を示している。接続線20に含まれるグランド線は、このゼロ電位点部、すなわちグランド配線に接続される。
The zero potential point on the printed
また、駆動回路が実装されたプリント基板18に接続される巻線の電源電圧を供給する電源回路、制御回路の電源電圧を供給する電源回路、制御電圧を印加するリード線および制御回路のグランド線などは、巻線の電源電圧を供給する電源回路に対する1次側(電源)回路、制御回路の電源電圧を供給する電源回路に対する1次側(電源)回路、これら1次側(電源)回路と接続された大地のアースおよび独立して接地された大地のアースのいずれとも電気的に絶縁されている。
In addition, a power supply circuit that supplies a power supply voltage of a winding connected to the printed
つまり、1次側(電源)回路電位および大地のアースの電位に対して、プリント基板18に実装された駆動回路は電気的に絶縁された状態であることから、電位が浮いた状態となっている。これは電位がフローティングされた状態とも表現され、よく知られている。また、このようなことから、プリント基板18に接続される巻線の電源電圧を供給する電源回路および制御回路の電源電圧を供給する電源回路の構成は、フローティング電源とも呼称され、これもよく知られた表現である。
That is, since the drive circuit mounted on the printed
以上のように構成された本ブラシレスモータに対して、接続線20を介して各電源電圧および制御信号を供給することにより、プリント基板18の駆動回路により固定子巻線12が駆動される。固定子巻線12が駆動されると、固定子巻線12に駆動電流が流れ、固定子鉄心11から磁界が発生する。そして、固定子鉄心11からの磁界とフェライト樹脂の磁石32からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によってシャフト16を中心に回転子14が回転する。
By supplying each power supply voltage and control signal to the brushless motor configured as described above via the
次に、本ブラシレスモータのより詳細な構成について説明する。まず、本ブラシレスモータは、上述したように、シャフト16が出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bで支持されるとともに、それぞれの出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bもブラケットにより固定され、支持されている。さらに、上述したようなクリープによる不具合を抑制するため、本実施の形態では、それぞれ出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bが、導電性を有した金属製のブラケットにより固定されるような構成としている。すなわち、本実施の形態では、予め鋼板で加工され寸法精度の良好な導電性のブラケットを出力軸側軸受15a及び反出力軸側軸受15bの固定に採用している。特に、電動機の高出力化が要求される場合には、このような構成とすることがより好ましい。
Next, a more detailed configuration of the brushless motor will be described. First, in the brushless motor, as described above, the
具体的には、まず、反出力軸側軸受15bに対して、反出力軸側軸受15bの外周径とほぼ等しい外周径の反出力軸側ブラケット19により固定している。また、この反出力軸側ブラケット19は、絶縁樹脂13とモールド一体成形されている。
Specifically, first, the counter-output shaft side bearing 15b is fixed by the counter-output
反出力軸側ブラケット19は中空円筒状となるカップ形状を有しており、より具体的には、一方を開いたブラケットの円筒部19aと、開いた側の円筒端部から外方向に少しだけ広がった環状のブラケットのつば部19bとを有している。ブラケットの円筒部19aの内周径は反出力軸側軸受15bの外周径とほぼ等しく、ブラケットの円筒部19aに反出力軸側軸受15bを圧入することにより、反出力軸側軸受15bは反出力軸側ブラケット19を介するようにして絶縁樹脂13にも固定されることになる。
The non-output
このように構成することで、反出力軸側軸受15bの外輪側は金属製の反出力軸側ブラケット19に固定されるため、クリープによる不具合を抑制できる。また、ブラケットのつば部19bの外周径は反出力軸側軸受15bの外周径よりも少しだけ大きくしている。
By comprising in this way, since the outer ring | wheel side of the non-output shaft side bearing 15b is fixed to the metal non-output
すなわち、ブラケットのつば部19bの外周径は、反出力軸側軸受15bの外周径よりも大きく、かつ少なくとも回転体30の外周径よりも小さくしている。反出力軸側ブラケット19をこのような形状とすることにより、例えばつば部が回転体30の外周を超えて固定子10まで広がるような構造に比べて、コスト高となる金属材料の使用を抑制している。
That is, the outer diameter of the
次に、出力軸側軸受15aに対しては、固定子10の外周径とほぼ等しい外周径の出力軸側ブラケット17により固定している。出力軸側ブラケット17は概略円板形状であり、円板の中央部に出力軸側軸受15aの外周径とほぼ等しい径の突出部を有しており、この突出部の内側は中空となっている。プリント基板18を内蔵したのち、このような出力軸側ブラケット17の突出部の内側を出力軸側軸受15aに圧入するとともに、出力軸側ブラケット17の外周に設けた接続端部と固定子10の接続端部とが嵌合するように、出力軸側ブラケット17を固定子10に圧入することにより、本ブラシレスモータが形成される。
Next, the output shaft side bearing 15 a is fixed by an output
このように構成することで、組立作業の容易化を図るとともに、出力軸側軸受15aの外輪側は金属製の出力軸側ブラケット17に固定されるため、クリープによる不具合も抑制している。
With this configuration, the assembly work is facilitated, and the outer ring side of the output shaft side bearing 15a is fixed to the metal output
また、本実施例のブラシレスモータには、出力軸側及び反出力軸側のブラケット間を電気的に導通させる導通体の一部が樹脂に埋設される構成を有する。 Further, the brushless motor of the present embodiment has a configuration in which a part of a conducting body that electrically conducts between the brackets on the output shaft side and the non-output shaft side is embedded in the resin.
具体的には、反出力軸側ブラケット19に、第1の導通ピン22が予め電気的に接続されている。すなわち、図1に示すように、反出力軸側ブラケット19のブラケットのつば部19bに第1の導通ピン22の一方の反出力軸側先端部22aが接続されている。第1の導通ピン22は絶縁樹脂13の内部に配置され、反出力軸側ブラケット19と同様に絶縁樹脂13とモールド一体成形されている。
Specifically, the
なお、第1の導通ピン22を電動機内部として絶縁樹脂13の内部に配置することで、第1の導通ピン22を錆や外力などから予防し、使用環境や外部応力などに対して、信頼性の高い電気的接続としている。第1の導通ピン22は、絶縁樹脂13の内部において、ブラケットのつば部19bから本ブラシレスモータの外周方向へと延伸し、本ブラシレスモータの外周近辺からシャフト16とほぼ平行して出力軸側へとさらに延伸している。
In addition, by arranging the first
そして、絶縁樹脂13の出力軸側の端面から、第1の導通ピン22の出力軸側先端部22bが露出している。さらに、出力軸側先端部22bには、第1の導通ピン22を出力軸側ブラケット17に電気接続するための第2の導通ピン23が接続されている。すなわち、出力軸側ブラケット17を固定子10に圧入したとき、第2の導通ピン23が出力軸側ブラケット17に接触し、出力軸側ブラケット17と第2の導通ピン23との導通が確保される。
The output shaft side tip 22b of the first
このような構成により、出力軸側ブラケット17と反出力軸側ブラケット19との2つのブラケットは、第1の導通ピン22を介して電気的に接続される。また、出力軸側ブラケット17および反出力軸側ブラケット19は、絶縁樹脂13により固定子鉄心11と絶縁された状態で、この2つのブラケットが電気的に接続される。
With such a configuration, the two brackets of the output
図1に示すようなブラシレスモータの構成の中の、外周側に内軌道面を有する内輪と、内周側に外軌道面を有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介装され、前記内軌道面と前記外軌道面とに転設する多数の転動体と、これら転動体の保持に供される円環状の保持器とを備えた転がり軸受の構造が、前記内輪側に、貯留された潤滑剤を循環させるべく、ディンプル形状の溝が設けられた構造とする。 In the configuration of the brushless motor as shown in FIG. 1, an inner ring having an inner raceway surface on the outer peripheral side, an outer ring having an outer raceway surface on the inner peripheral side, and interposed between the inner ring and the outer ring, A structure of a rolling bearing provided with a large number of rolling elements to be transferred to the inner raceway surface and the outer raceway surface, and an annular cage for holding these rolling elements is stored on the inner ring side. A dimple-shaped groove is provided to circulate the lubricant.
上記構造とすることで、電動機の回転と共に、保持器と転動体がそれぞれ回転し、内輪側のディンプル形状部に潤滑油が接触すると乱流を起こし、潤滑油の炭化部を潤滑油全体に広げることができ平均的に耐電圧を維持することが可能となる。これにより電動機としての異常音の発生が防止される。 With the above structure, the cage and rolling elements rotate with the rotation of the electric motor, and when the lubricating oil comes into contact with the dimple-shaped portion on the inner ring side, a turbulent flow occurs, and the carbonized portion of the lubricating oil is spread over the entire lubricating oil. Therefore, the withstand voltage can be maintained on average. Thereby, generation | occurrence | production of the abnormal sound as an electric motor is prevented.
また溝形状を螺旋形状にしても、潤滑油流動方向が回転方向のみに留まらず、軸方向にも流動させることが可能となり、潤滑油の炭化部を放電の発生する内輪、外輪と転動体間から除去することが可能となる。 Even if the groove shape is a spiral shape, the lubricating oil flow direction is not limited to the rotational direction, it can also flow in the axial direction, and the carbonized portion of the lubricating oil is discharged between the inner ring, outer ring and rolling elements that generate discharge. It becomes possible to remove from.
なお、外輪側にディンプル形状の溝を設けた構造も理論的に同様な効果が得られることは明らかである。 It is obvious that a structure in which dimple-shaped grooves are provided on the outer ring side can theoretically obtain the same effect.
図1に示すようなブラシレスモータの構成の中の、外周側に内軌道面を有する内輪と、内周側に外軌道面を有する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介装され、前記内軌道面と前記外軌道面とに転設する多数の転動体と、これら転動体の保持に供される円環状の保持器とを備えた転がり軸受であって、前記転動体の少なくとも一つ以上に、前記内輪、外輪と転動体間に貯留された潤滑剤を循環させるべく、ディンプル形状の溝が設けられた構造とする。 In the configuration of the brushless motor as shown in FIG. 1, an inner ring having an inner raceway surface on the outer peripheral side, an outer ring having an outer raceway surface on the inner peripheral side, and interposed between the inner ring and the outer ring, A rolling bearing comprising a large number of rolling elements to be rolled on the inner raceway surface and the outer raceway surface, and an annular retainer for holding the rolling elements, wherein at least one of the rolling elements In addition, a dimple-shaped groove is provided to circulate the lubricant stored between the inner ring, the outer ring and the rolling elements.
上記構造とすることで、電動機の回転と共に、保持器と転動体がそれぞれ回転し、転動体のディンプル形状部に乱流発生し、潤滑油の炭化部を潤滑油全体に広げることができ平均的に耐電圧を維持することが可能となる。 By adopting the above structure, the cage and the rolling element rotate with the rotation of the electric motor, turbulent flow is generated in the dimple-shaped part of the rolling element, and the carbonized part of the lubricating oil can be spread over the entire lubricating oil. It is possible to maintain the withstand voltage.
これにより電動機としての異常音の発生が防止される。また、複数ある転動体の内、一個以上にディンプル形状を施せば、電動機の回転と共に、保持器も回転するため、ディンプル形状を施した転動体は周方向に公転することになり、周全体で乱流を起こすことが可能である。ディンプル形状を施した転動体個数を増せば、その効果は増大する。 Thereby, generation | occurrence | production of the abnormal sound as an electric motor is prevented. Also, if a dimple shape is applied to one or more of a plurality of rolling elements, the cage rotates with the rotation of the electric motor, so the rolling element with the dimple shape revolves in the circumferential direction. It is possible to cause turbulence. Increasing the number of rolling elements with a dimple shape increases the effect.
また溝形状を螺旋形状にしても、潤滑油流動方向をランダムに変化させることが可能となり、潤滑油の炭化部を潤滑油全体に広げることができ平均的に耐電圧を維持することが可能となる。 In addition, even if the groove shape is a spiral shape, it is possible to change the flow direction of the lubricating oil at random, and the carbonized portion of the lubricating oil can be spread over the entire lubricating oil, and the withstand voltage can be maintained on average. Become.
なお、図2は実施例1及び実施例2の概要を示す説明図である。軸受15cは、ディンプル15f又は螺旋溝15gを有する。図2においては、軸受15cと、外輪15dと、内輪15eと、共に、説明の都合、ディンプル15fと、螺旋溝15gと、を併記している。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of the first embodiment and the second embodiment. The bearing 15c has dimples 15f or spiral grooves 15g. In FIG. 2, the bearing 15c, the outer ring 15d, and the inner ring 15e are shown together with a dimple 15f and a spiral groove 15g for convenience of explanation.
本発明の電動機は、軸受の電食発生を抑制したものであり、主に電動機の低価格化および高寿命化が要望されるエアコン室内機などの機器に搭載される電動機に有用である。 The electric motor of the present invention suppresses the occurrence of electrolytic corrosion of the bearing, and is useful for an electric motor mounted on a device such as an air conditioner indoor unit that is mainly required to reduce the price and increase the life of the electric motor.
10 固定子
11 固定子鉄心
12 固定子巻線
13 絶縁樹脂
14 回転子
15a 出力軸側軸受
15b 反出力軸側軸受
15c 軸受
15d 外輪
15e 内輪
15f ディンプル
16 シャフト
17 出力軸側ブラケット
18 プリント基板
19 反出力軸側ブラケット
19a ブラケットの円筒部
19b ブラケットのつば部
20 接続線
21 樹脂(インシュレータ)
22 第1の導通ピン
23 第2の導通ピン
30 回転体
31 回転子鉄心
32 磁石
DESCRIPTION OF
15c Bearing 15d Outer ring 15e Inner
22 1st conduction |
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2013
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